Fraunhofer-Institut für Produktionsanlagen und KonstruktionstechnikDie Automobilindustrie ist im Wandel. Elektrifizierung und Digitalisierung verändern sie grundlegend. Somit verändert sich auch das globale Produktionsnetzwerk von Mercedes-Benz mit all seinen Fahrzeug- und Antriebsfabriken. Motiviert daraus befasst sich das Vorhaben mit einem zukünftigen Produktionssystem für den deutschen Luxuswagenhersteller. Das Projekt findet im Einklang mit anderen, sich in der Transformation befindlichen Unternehmen statt.
Werk 4.0
Vom konventionellen Produktionswerk zum resilienten Kompetenz-Werk durch Industrie 4.0
Im Projekt wird ein resilientes Produktionskonzept durch die Integration von innovativen Technologien entwickelt und implementiert. Dadurch können schnellere Anpassungen an unvorhersehbare Änderungen von Markt- und Technologieanforderungen ermöglicht und die Produkte der Zukunft zeitnah hergestellt werden.
Aufbauend auf verschiedenen notwendigen technischen Innovationen bedeutet das zunächst eine Neustrukturierung. Die neue Struktur baut in Anlehnung an das in der Softwarebranche entwickelte DevOps-Konzept auf, dass Entwicklung, Planung, Einführung und Produktion nicht mehr organisatorisch getrennt, sequenziell oder partiell parallelisiert erfolgen, sondern dass diese Funktionen gemeinsam von Anfang bis Ende (E2E) gestaltet und verantwortet werden. Die Produktion wird intelligenter und erlangt die notwendige Kompetenz, auf Basis ihres aktuellen Status selbst Änderungen einzubringen und umzusetzen und damit besser auf äußere Einflüsse reagieren zu können.
Digitale Prozesskette und Assistenzsystem
Mit dem Teilvorhaben »Konzeption und Validierung der digitalen Prozesskette und eines Assistenzsystems« des Fraunhofer IPK werden zentrale Technologien einer resilienten und vernetzten Produktion in der realen Umgebung erforscht und experimentell validiert. Hieraus werden für die gesamte Automobilbranche verlässliche Aussagen über die Verwendbarkeit dieser Technologien ableitbar sein.
Für die zuverlässige digitale Durchgängigkeit entlang der Fachabteilungen, von der Konstruktion bis in die Fertigung, entwickelt das Fraunhofer IPK-Team eine Sprache, mit der die Bauteile und Produktionsprozesse einheitlich beschrieben werden können. Ziel ist es, automatisch Aufträge in Maschinenprogramme übersetzen zu können und so eine neue Dimension der Variantenflexibilität zu ermöglichen. In der anderen Richtung soll eine Möglichkeit geschaffen werden, aus späteren Prozessschritten und Lebenszyklusphasen Feedback zurückzuspielen. Dadurch können Konstruktionen und weitere vorgelagerte Prozesse optimiert werden und zukünftige Produktgeneration besser geplant werden.
Ein zweiter Schwerpunkt liegt bei der technischen Harmonisierung manueller und automatisierter Prozesse. Den Werkerinnen und Werkern in der Fertigung sollen mit einem Assistenzsystem sowie mit intuitiv anwendbarer Bedienung und Programmierung von Robotern und Maschinen Lösungen bereitgestellt werden, die ihre Arbeit körperlich erleichtern und sie von repetitiver Tätigkeit tendenziell entbinden.
Augmented Reality ermöglicht die Darstellung kontextbasierter Montage-Anleitungen und visueller Hilfestellungen direkt im Sichtfeld der Werkenden und hilft so, Anlern- und Schulungszeiten zu verkürzen, Fehler zu reduzieren und die Effizienz sowie Montagequalität zu steigern.
Die Fragestellungen des Vorhabens werden an Montageaufgaben im Kontext Elektromobilität in der realen Produktion untersucht. Die Forschenden des Fraunhofer IPK wollen durch diese Erprobung belastbare Belege über die Funktionsfähigkeit und die Limitierungen der eingesetzten Technologien generieren.
Datenschutz und Datenverarbeitung
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Kooperationspartner
- Mercedes-Benz AG, Stuttgart (Verbundkoordination)
- Fraunhofer IPK, Berlin
- Werner-von-Siemens Centre for Industry and Science e.V., Berlin
- pi4 robotics GmbH, Berlin
- MetraLabs GmbH Neue Technologien und Systeme, Ilmenau
- 5thIndustry GmbH, Berlin
- Cybus GmbH, Hamburg
- ASCon Systems Holding GmbH, Stuttgart
- IBM Deutschland GmbH, Ehningen
- Technische Universität Berlin, Berlin
- Technische Universität Dresden, Dresden
- GESTALT Robotics GmbH, Berlin
- EKS InTec GmbH, Weingarten